ch12電工電子學(xué)1

1、12返回返回后一頁(yè)后一頁(yè)第一章第一章 電路的基本概念電路的基本概念第二章第二章 電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第三章第三章 交流電路交流電路第四章第四章 分立元件放大電路分立元件放大電路（第八）（第八）第五章第五章 集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)算放大器（第九）（第九）第六章第六章 直流電源直流電源（第十）（第十）3應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 (1)工工 業(yè)業(yè) 控控 制制n電機(jī)控制電機(jī)控制n機(jī)床控制機(jī)床控制n生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化控制生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化控制n樓宇電梯控制樓宇電梯控制n. . . . . . . . . . .電工與電子技術(shù)的應(yīng)用電工與電子技術(shù)的應(yīng)用返回返回后一頁(yè)后一頁(yè)磁懸浮列車(chē)磁懸浮列車(chē)盲人引路車(chē)盲人引路車(chē)大型車(chē)床

2、大型車(chē)床組合機(jī)床組合機(jī)床4信信 號(hào)號(hào) 檢檢 測(cè)測(cè) 壓力、溫度、水位、壓力、溫度、水位、流量等的測(cè)量與調(diào)節(jié)流量等的測(cè)量與調(diào)節(jié) 電子儀器電子儀器 醫(yī)療儀器醫(yī)療儀器 . . . . . .返回返回后一頁(yè)后一頁(yè)應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 (2)CTCT掃描掃描實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置5家家 用用 電電 器器 電燈、電話電燈、電話 廣播、電視廣播、電視 冰箱、洗衣機(jī)冰箱、洗衣機(jī) 家庭影院家庭影院 . . . . . .返回返回后一頁(yè)后一頁(yè)應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 (3)6樓宇電梯的控制樓宇電梯的控制返回返回后一頁(yè)后一頁(yè)應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 (4)7機(jī)機(jī)電電 機(jī)電一體化充電系統(tǒng)充電系統(tǒng)電池管理系統(tǒng)電池管理系統(tǒng)汽車(chē)照明、汽車(chē)照明、電動(dòng)轉(zhuǎn)

3、向、空調(diào)、電動(dòng)轉(zhuǎn)向、空調(diào)、音響、雨刷、安全音響、雨刷、安全報(bào)警、電動(dòng)門(mén)窗報(bào)警、電動(dòng)門(mén)窗.電電 子子機(jī)械機(jī)械驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)返回返回后一頁(yè)后一頁(yè)汽車(chē)電子汽車(chē)電子8課程性質(zhì)課程性質(zhì): :技術(shù)基礎(chǔ)課技術(shù)基礎(chǔ)課服務(wù)對(duì)象服務(wù)對(duì)象:非電專業(yè)非電專業(yè)課程特點(diǎn)：課程特點(diǎn)：內(nèi)容豐富，內(nèi)容豐富，技術(shù)更新快，技術(shù)更新快，緊密聯(lián)系實(shí)際，緊密聯(lián)系實(shí)際，應(yīng)用非常廣泛。應(yīng)用非常廣泛。返回返回后一頁(yè)后一頁(yè)9 主要教學(xué)環(huán)節(jié)主要教學(xué)環(huán)節(jié)注意解題方法和技巧，書(shū)寫(xiě)整潔。獨(dú)立完注意解題方法和技巧，書(shū)寫(xiě)整潔。獨(dú)立完成作業(yè)，按時(shí)交作業(yè)。成作業(yè)，按時(shí)交作業(yè)。習(xí)題習(xí)題緊跟老師講課思路，積極思考，主動(dòng)學(xué)習(xí)。緊跟老

4、師講課思路，積極思考，主動(dòng)學(xué)習(xí)。抓住基本概念、基本理論、基本原理和分抓住基本概念、基本理論、基本原理和分析方法。析方法。課堂教學(xué)課堂教學(xué)訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。注訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。注意理論聯(lián)系實(shí)際，掌握常用儀器、儀表的意理論聯(lián)系實(shí)際，掌握常用儀器、儀表的使用方法，驗(yàn)證與探索相結(jié)合。使用方法，驗(yàn)證與探索相結(jié)合。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)返回返回后一頁(yè)后一頁(yè)10教教 材材 及及 參參 考考 書(shū)書(shū)教材：教材：電工學(xué)電工學(xué)（少學(xué)時(shí)）（少學(xué)時(shí)） 唐介主編唐介主編 高等教育出版社高等教育出版社參考書(shū)：參考書(shū)：返回返回后一頁(yè)后一頁(yè)電工學(xué)電工學(xué)第五版第五版 （上、下）（上、下） 秦曾煌主編秦曾煌主編

5、高等教育出版社高等教育出版社電工與電子學(xué)電工與電子學(xué)葉挺秀主編葉挺秀主編 高等教育出版社高等教育出版社電工電子學(xué)電工電子學(xué) 魏紅等編魏紅等編 科學(xué)出版社科學(xué)出版社11返回返回后一頁(yè)后一頁(yè)12電路的基本概念第一章13第一章第一章 電路的基本概念電路的基本概念1.1 1.1 電路的作用和組成電路的作用和組成1.2 1.2 電路的基本物理量電路的基本物理量1.3 1.3 電阻、電容和電感元件電阻、電容和電感元件1.4 1.4 電源元件電源元件1.5 1.5 電路的工作狀態(tài)電路的工作狀態(tài)1.6 1.6 電路的基本定律電路的基本定律1.7 1.7 電路中電位的概念及計(jì)算電路中電位的概念及計(jì)算14本章的基

6、本要求：一、理解電壓與電流參考方向的意義一、理解電壓與電流參考方向的意義二、能正確而熟練的應(yīng)用電路基本定律二、能正確而熟練的應(yīng)用電路基本定律三、了解電路的三種狀態(tài)及額定值的意義三、了解電路的三種狀態(tài)及額定值的意義四、會(huì)計(jì)算電路中某點(diǎn)的電位四、會(huì)計(jì)算電路中某點(diǎn)的電位151.1 電路的作用和組成電路：電路：由各種元件相互連接而構(gòu)成的電流的通路。由各種元件相互連接而構(gòu)成的電流的通路。2 2、一、電路的作用：一、電路的作用：16二、電路的組成及模型：1 1、組成：、組成：電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)。電電池池?zé)襞轃襞蓦娫措娫? 提供提供電能的裝置電能的裝置負(fù)載負(fù)載: : 取用取用電能的裝置

7、電能的裝置中間環(huán)節(jié)：中間環(huán)節(jié)：傳遞、分傳遞、分配和控制電能的作用配和控制電能的作用172、模型： 為了便于用為了便于用數(shù)學(xué)方法分析電路數(shù)學(xué)方法分析電路, ,一般要將實(shí)際電路模一般要將實(shí)際電路模型化，用足以反映其電磁性質(zhì)的型化，用足以反映其電磁性質(zhì)的理想電路元件理想電路元件或其組合來(lái)或其組合來(lái)模擬實(shí)際電路中的器件，從而構(gòu)成與實(shí)際電路相對(duì)應(yīng)的電模擬實(shí)際電路中的器件，從而構(gòu)成與實(shí)際電路相對(duì)應(yīng)的電路模型路模型。+RoE-手電筒的電路模型手電筒的電路模型燈燈泡泡開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)電電池池導(dǎo)線導(dǎo)線SR18幾個(gè)概念：激勵(lì)：激勵(lì)：作用于電路上的電源或信號(hào)源的電壓或電流，作用于電路上的電源或信號(hào)源的電壓或電流， 也稱為也

8、稱為輸入輸入。響應(yīng)：響應(yīng)：由激勵(lì)在電路各部分產(chǎn)生的電壓或電流，也稱由激勵(lì)在電路各部分產(chǎn)生的電壓或電流，也稱 為為輸出輸出。電路分析：電路分析：在已知電路結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)的條件下，分在已知電路結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)的條件下，分 析電路的激勵(lì)與響應(yīng)之間的關(guān)系。析電路的激勵(lì)與響應(yīng)之間的關(guān)系。191.2 電路的基本物理量一、電流及其參考方向：一、電流及其參考方向：1 1、電流：、電流：電荷在導(dǎo)體中有規(guī)則的電荷在導(dǎo)體中有規(guī)則的定向移動(dòng)定向移動(dòng)形成電流，亦形成電流，亦 叫電流強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱電流叫電流強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱電流i。dtdqi 3 3、實(shí)際方向：、實(shí)際方向：習(xí)慣上規(guī)定習(xí)慣上規(guī)定正電荷正電荷移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)移動(dòng)的方向

9、為電流的實(shí) 際方向。際方向。4 4、參考方向、參考方向：任選任選某一方向?yàn)槠鋮⒖挤较?，也叫其正方某一方向?yàn)槠鋮⒖挤较颍步衅湔?向。向。 2 2、分類：、分類：直流電流直流電流I、交流電流、交流電流i。205 5、正負(fù)、正負(fù)：當(dāng)電流的實(shí)際方向與其參考方向當(dāng)電流的實(shí)際方向與其參考方向一致時(shí)，其值一致時(shí)，其值 為正為正；當(dāng)電流的實(shí)際方向與其參考方向；當(dāng)電流的實(shí)際方向與其參考方向相反時(shí)，相反時(shí)， 其值為負(fù)其值為負(fù)。 10V10 I110V10 I1I1=1AI1=-1A216 6、表示方法、表示方法： a、用、用箭頭箭頭來(lái)表示，箭頭的方向?yàn)槠鋮⒖挤较颍粊?lái)表示，箭頭的方向?yàn)槠鋮⒖挤较颍?b、用、用雙

10、下標(biāo)雙下標(biāo)表示，例如表示，例如I Iabab表示電流參考方向由表示電流參考方向由a指向指向b。7 7、單位：、單位：安培安培（A A：AmpereAmpere） 毫安毫安mA mA 微安微安uAuA 換算：換算：1mA = 101mA = 10-3-3A 1uA = 10A 1uA = 10-6-6A A22二、電壓和電動(dòng)勢(shì)及其參考方向：（1 1）電壓：）電壓：電場(chǎng)力把電位正電荷從電路中的一點(diǎn)移到電場(chǎng)力把電位正電荷從電路中的一點(diǎn)移到 另外一點(diǎn)所作的功，為這兩點(diǎn)之間的電壓。另外一點(diǎn)所作的功，為這兩點(diǎn)之間的電壓。dqdwu （3 3）實(shí)際方向：）實(shí)際方向：規(guī)定由高電位端指向低電位端。規(guī)定由高電位端

11、指向低電位端。（4 4）參考方向）參考方向：任選任選某一方向?yàn)槠鋮⒖挤较?，也叫其正某一方向?yàn)槠鋮⒖挤较颍步衅湔?方向。方向。 1、電壓：（2 2）分類：）分類：直流電壓直流電壓U、交流電壓、交流電壓u。23（5 5）正負(fù)）正負(fù)：電壓值為電壓值為正時(shí)正時(shí)，電壓的實(shí)際極性和參考，電壓的實(shí)際極性和參考極性相極性相 同同，否則，否則相反相反。 U0U0U0U024（6 6）表示方法）表示方法： a a、用、用極性極性“”、“”表示，參考方向表示，參考方向由正指向負(fù)；由正指向負(fù)； b b、用、用雙下標(biāo)雙下標(biāo)表示，例如表示，例如U Uabab表示其參考方向由表示其參考方向由a a指向指向b b。（7 7

12、）單位：）單位：伏特伏特（V V：Volt)Volt) 毫伏毫伏mV mV 微伏微伏uV uV 千伏千伏kV kV 換算：換算：1mV 1mV 10103 3V 1uV V 1uV 10106 6V V 1kV 1kV 10103 3V V 252 2、關(guān)聯(lián)與非關(guān)聯(lián)參考方向：、關(guān)聯(lián)與非關(guān)聯(lián)參考方向：關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)參考方向參考方向非關(guān)聯(lián)非關(guān)聯(lián)參考方向參考方向 關(guān)聯(lián)參考方向：關(guān)聯(lián)參考方向：電流和電壓的參考方向一致；電流和電壓的參考方向一致； 非關(guān)聯(lián)參考方向：非關(guān)聯(lián)參考方向：電流和電壓的參考方向不一致；電流和電壓的參考方向不一致；263 3、電動(dòng)勢(shì)：、電動(dòng)勢(shì)：（1 1）概念：）概念：描述了電源中描述了電源

13、中外力做功外力做功的能力，它的大小等于的能力，它的大小等于 外力在電源內(nèi)部克服電場(chǎng)力把單位正電荷從負(fù)外力在電源內(nèi)部克服電場(chǎng)力把單位正電荷從負(fù) 極移到正極所做的功。極移到正極所做的功。（2 2）實(shí)際方向：）實(shí)際方向：在電源內(nèi)部由在電源內(nèi)部由負(fù)極指向正極負(fù)極指向正極。（3 3）單位：）單位：伏特伏特（V V：Volt)Volt)27三、電功率：1 1、概念：、概念：描述電路元件中電能變換的速度，其值為單位時(shí)描述電路元件中電能變換的速度，其值為單位時(shí) 間內(nèi)元件所吸收或輸出的電能。間內(nèi)元件所吸收或輸出的電能。uidtdwpUIP 2 2、單位：、單位：瓦（瓦（W W）3 3、計(jì)算：、計(jì)算： （1 1）

14、當(dāng)電流和電壓為關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)：）當(dāng)電流和電壓為關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)：（2 2）當(dāng)電流和電壓為非關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)：）當(dāng)電流和電壓為非關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)：（3 3）若）若 ，表示該元件吸收功率；，表示該元件吸收功率； （負(fù)載）（負(fù)載） 若若 , , 表示該元件產(chǎn)生功率。表示該元件產(chǎn)生功率。（電源）（電源）0piupiup0p舉例：舉例：教材教材P P4 4 例例1 11 1281.3 電阻、電感和電容元件一、電阻元件：一、電阻元件： 線性電阻元件：線性電阻元件：伏安曲線為通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線。伏安曲線為通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線。歐姆定律：歐姆定律：R為電阻，單位：歐姆（為電阻，單位：歐姆（ ）u R i （非

15、關(guān)聯(lián)參考方向）（非關(guān)聯(lián)參考方向） 令令G 1/R G 稱為電導(dǎo)稱為電導(dǎo) 單位：西門(mén)子（單位：西門(mén)子（S：Siemens）（關(guān)聯(lián)參考方向）（關(guān)聯(lián)參考方向）u R i29 功率：功率：RuRiuip22 能量：能量：dtRitpdWtttt002非線性電阻元件：非線性電阻元件：伏安曲線不是通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直伏安曲線不是通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直 線。線。（耗能元件）（耗能元件）30二、電容元件：線性電容元件：線性電容元件：庫(kù)伏特性曲線在庫(kù)伏特性曲線在uq平面上為通平面上為通 過(guò)原點(diǎn)的直線。過(guò)原點(diǎn)的直線。Ciu+Ciu+對(duì)線性電容元件有：對(duì)線性電容元件有：q = Cu C C 稱為電容器的電容稱為電容器

16、的電容單位單位：法拉法拉（F）微法微法F 納法納法nF 皮法皮法pF 1 F=10-6F 1nF=10-9F 1pF=10-12F31電壓、電流關(guān)系：電壓、電流關(guān)系：tuCdtdCutqidddd（直流相當(dāng)于斷路）（直流相當(dāng)于斷路） 電場(chǎng)能量：電場(chǎng)能量：221CuW 非線性電容元件：非線性電容元件：庫(kù)伏特性曲線在庫(kù)伏特性曲線在uq平面上不是通平面上不是通 過(guò)原點(diǎn)的直線。過(guò)原點(diǎn)的直線。（儲(chǔ)能元件）（儲(chǔ)能元件）32三、電感元件：線性電感元件：線性電感元件：韋安特性曲線在韋安特性曲線在i 平面上為通過(guò)平面上為通過(guò) 原點(diǎn)的直線。原點(diǎn)的直線。Li對(duì)線性電感元件有：對(duì)線性電感元件有：L L 稱為電感器的電

17、感稱為電感器的電感單位單位：亨利亨利（H）微亨微亨H 毫亨毫亨mH 1 H=10-6H 1mH=10-3H33由電磁感應(yīng)定律可得，自感電動(dòng)勢(shì)為：由電磁感應(yīng)定律可得，自感電動(dòng)勢(shì)為：dtdiLdtdedtdiLu 端電壓：端電壓：（直流相當(dāng)于短路）（直流相當(dāng)于短路） 磁場(chǎng)能量：磁場(chǎng)能量：221LiW （儲(chǔ)能元件）儲(chǔ)能元件）341.4 電源元件 能夠獨(dú)立向外電路提供能量的電源，分為電壓源能夠獨(dú)立向外電路提供能量的電源，分為電壓源 和電流源。和電流源。一、獨(dú)立電源：1、理想電源： 是實(shí)際電源的理想化模型，分為理想電壓源和是實(shí)際電源的理想化模型，分為理想電壓源和 理想電流源。理想電流源。（1）理想電壓源

18、： 向負(fù)載提供一個(gè)恒定值的電壓向負(fù)載提供一個(gè)恒定值的電壓直流直流 電壓電壓US或頻率和幅值不變的交流電壓或頻率和幅值不變的交流電壓us。35圖形符號(hào)伏安特性特點(diǎn)： （1） 恒壓源兩端的電壓與流過(guò)電源的電流無(wú)關(guān)；恒壓源兩端的電壓與流過(guò)電源的電流無(wú)關(guān)； （2 2）恒壓源輸出電流的大小取決于所連接的外電）恒壓源輸出電流的大小取決于所連接的外電 路。路。36（2）理想電流源： 向負(fù)載提供一個(gè)恒定值的電流向負(fù)載提供一個(gè)恒定值的電流直流直流 電流電流IS或頻率和幅值不變的交流電流或頻率和幅值不變的交流電流is。圖形符號(hào)伏安特性特點(diǎn)：（1） 恒流源輸出的電流與恒流源的端電壓無(wú)關(guān)；恒流源輸出的電流與恒流源的端

19、電壓無(wú)關(guān)； （2 2） 恒流源的端電壓取決于與恒流源相連接的外電恒流源的端電壓取決于與恒流源相連接的外電 路。路。37其電路模型通常為電源元件和電阻元件的其電路模型通常為電源元件和電阻元件的組合。組合。1、實(shí)際電源：（1）電壓源模型：IRUUs038（2）電流源模型：0RUIIs39二、受控電源：1 1、定義、定義: :電壓源的電壓或電流源的電流是受電路中其他電壓源的電壓或電流源的電流是受電路中其他 部分的電壓或電流控制。部分的電壓或電流控制。 2 2、電路符號(hào)：、電路符號(hào)：40三、分類：三、分類：1 1、電流控制的電流源、電流控制的電流源 ( Current Controlled Curre

20、nt Source )i2i1C C V Sr i1+_u2+_u1+_i2i1C C V Sr i1+_u2+_u1+_C C V Sr i1+_u2+_u1+_2 2、電流控制的電壓源、電流控制的電壓源 ( Current Controlled Voltage Source ) : :電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù) r : : 轉(zhuǎn)移電阻轉(zhuǎn)移電阻413 3、電壓控制的電流源、電壓控制的電流源 ( Voltage Controlled Current Source ) VCCSgu1+_u2i2+_u1i1VCCSgu1+_u2i2+_u1i1VCVS u1+_u2+_u1+_i2i1VCVS u1

21、+_u2+_u1+_i2i14 4、電壓控制的電壓源、電壓控制的電壓源 ( Voltage Controlled Voltage Source )g: 轉(zhuǎn)移電導(dǎo)轉(zhuǎn)移電導(dǎo) :電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)421.5 電路的工作狀態(tài)oIREU IIREUIP)(0一、有載狀態(tài)：1、特性：開(kāi)關(guān)閉合RREI0負(fù)載電流：負(fù)載電流：端端 電電 壓壓：U = IR負(fù)載功率：負(fù)載功率：PPPE電源外特性電源外特性IUE20IREI 電源產(chǎn)生電源產(chǎn)生的功率的功率 電源內(nèi)部電源內(nèi)部消耗的功率消耗的功率432、額定值及運(yùn)行狀態(tài):額定值:電器設(shè)備的安全使用值，用UN、IN和PN表示。運(yùn)行狀態(tài):欠載欠載（輕載）：（輕載）：N

22、NPPII（不經(jīng)濟(jì)）（不經(jīng)濟(jì)）過(guò)載過(guò)載（超載）：（超載）：NNPPII（設(shè)備易損壞）（設(shè)備易損壞）額定工作狀態(tài)：額定工作狀態(tài)：NNPPII（經(jīng)濟(jì)合理安全可靠）（經(jīng)濟(jì)合理安全可靠）44二、開(kāi)路狀態(tài)：開(kāi)關(guān)斷開(kāi)特征特征:0I0PEUU0負(fù)載功率：負(fù)載功率：電電 流流: :開(kāi)路電壓：開(kāi)路電壓：45三、短路狀態(tài)：導(dǎo)線短接導(dǎo)線短接 特征特征: :0REIIS0P0U端端 電電 壓壓: :負(fù)載功率負(fù)載功率:02RIPSE電源功率電源功率:短路電流短路電流: :461.6 電路的基本定律 對(duì)于一個(gè)線性電阻元件而言，流過(guò)電阻的電流與電對(duì)于一個(gè)線性電阻元件而言，流過(guò)電阻的電流與電阻兩端的電壓成正比。阻兩端的電壓成

23、正比。一、歐姆定律：關(guān)聯(lián)參考方向：IUR RIU非關(guān)聯(lián)參考方向：47二、基爾霍夫定律：1 1、幾個(gè)術(shù)語(yǔ)：、幾個(gè)術(shù)語(yǔ)：（1 1）支路）支路(branch)：電路中流過(guò)同一電流的分支。：電路中流過(guò)同一電流的分支。(b)（2 2）節(jié)點(diǎn)）節(jié)點(diǎn)(node): 電路中三條或三條以上支路的連接點(diǎn)電路中三條或三條以上支路的連接點(diǎn) 稱為節(jié)點(diǎn)。稱為節(jié)點(diǎn)。(n)（3 3）回路）回路(loop)：由一條或多條支路組成的閉合路徑。：由一條或多條支路組成的閉合路徑。(l)(4) (4) 網(wǎng)孔網(wǎng)孔(mesh)：對(duì)平面電路，內(nèi)部不含有支路的回路為：對(duì)平面電路，內(nèi)部不含有支路的回路為 網(wǎng)孔網(wǎng)孔, ,即每個(gè)網(wǎng)眼就是網(wǎng)孔。網(wǎng)孔是回

24、路，即每個(gè)網(wǎng)眼就是網(wǎng)孔。網(wǎng)孔是回路， 但回路不一定是網(wǎng)孔。但回路不一定是網(wǎng)孔。48abab+_R1uS1+_uS2R2R3+_R1uS1+_uS2R2R31 12 23 3123123支路：支路：b=3 節(jié)點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)：n=2 回路：回路：l=3 網(wǎng) 孔 ：網(wǎng) 孔 ： 2 個(gè)個(gè)支路：支路：b=6 節(jié)點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)：n=4 回路：回路：l=7 網(wǎng) 孔 ：網(wǎng) 孔 ： 3 個(gè)個(gè) 492、基爾霍夫電流定律(KCL)：0I(1)(1)內(nèi)容內(nèi)容：任何時(shí)刻，對(duì)任一節(jié)點(diǎn)，所有支路電流的：任何時(shí)刻，對(duì)任一節(jié)點(diǎn)，所有支路電流的代數(shù)代數(shù) 和和為零。即：為零。即： (2)(2)符號(hào)的確定：符號(hào)的確定：選定參考方向后，習(xí)慣上取選

25、定參考方向后，習(xí)慣上取流出流出該節(jié)點(diǎn)該節(jié)點(diǎn) 的支路電流的支路電流為負(fù)為負(fù)，流入為正。流入為正。i1i4i2i3例例i1i4i2i3例例 i1- i2+ i3- i4= 0 i1+ i3= i2+ i4 50(3)(3)另一種表達(dá)：另一種表達(dá)：在任一瞬時(shí)，流向某一結(jié)點(diǎn)的電流之在任一瞬時(shí)，流向某一結(jié)點(diǎn)的電流之 和等于由該結(jié)點(diǎn)流出的電流之和。即和等于由該結(jié)點(diǎn)流出的電流之和。即 (4)(4)推廣：推廣：對(duì)任一包圍幾個(gè)節(jié)點(diǎn)的閉合面而言，流入該閉合對(duì)任一包圍幾個(gè)節(jié)點(diǎn)的閉合面而言，流入該閉合 面（廣義節(jié)點(diǎn)）的電流等于流出該閉合面的電流。面（廣義節(jié)點(diǎn)）的電流等于流出該閉合面的電流。證明：結(jié)點(diǎn)證明：結(jié)點(diǎn)A： I

26、A = IAB ICA 結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)B： IB = IBC IAB 結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)C： IC = ICA IBC左右兩邊相加可得左右兩邊相加可得 IA IB IC 0出入II513 3、基爾霍夫電壓定律、基爾霍夫電壓定律 (KVL)(1)(1)內(nèi)容：內(nèi)容：在集總參數(shù)電路中，任一時(shí)刻，任一回路中，在集總參數(shù)電路中，任一時(shí)刻，任一回路中， 所有支路電壓的所有支路電壓的代數(shù)和代數(shù)和等于零。即：等于零。即： (2)(2)符號(hào)的確定：符號(hào)的確定： a a、任一選擇任一選擇一個(gè)繞行方向，可以順時(shí)針也可以逆時(shí)針；一個(gè)繞行方向，可以順時(shí)針也可以逆時(shí)針； b b、電壓的參考方向與繞行方向、電壓的參考方向與繞行方向一致取正

27、一致取正號(hào)，電壓的參考號(hào)，電壓的參考 方向與繞行方向方向與繞行方向相反則取負(fù)號(hào)相反則取負(fù)號(hào)。 0U表達(dá)試：表達(dá)試：U1 U2 U3 U4 0U1 U4 U2 U3即：即：52 （3 3）另一種表達(dá)：）另一種表達(dá)：從任一回路中的任一點(diǎn)出發(fā)，沿任一方向從任一回路中的任一點(diǎn)出發(fā)，沿任一方向 繞行一周，則在該方向上電位降之和等于繞行一周，則在該方向上電位降之和等于 電位升之和。電位升之和。即：即： 升降UU（4 4）推廣：）推廣：KVLKVL定律不僅應(yīng)用于閉合回路，也可以應(yīng)用于回定律不僅應(yīng)用于閉合回路，也可以應(yīng)用于回 路的部分電路，即路的部分電路，即假想回路假想回路。E RI U 053定律應(yīng)用中注意

28、的問(wèn)題：定律應(yīng)用中注意的問(wèn)題： 1 1、兩個(gè)定律具有普遍性，它們適用于由不同元件所構(gòu)成、兩個(gè)定律具有普遍性，它們適用于由不同元件所構(gòu)成 的電路，也適用于任一瞬時(shí)對(duì)任何變化的電流和電壓；的電路，也適用于任一瞬時(shí)對(duì)任何變化的電流和電壓； 2 2、在運(yùn)用定律時(shí)，首先要在電路中標(biāo)注出電流、電壓或、在運(yùn)用定律時(shí)，首先要在電路中標(biāo)注出電流、電壓或 電動(dòng)勢(shì)的參考方向；電動(dòng)勢(shì)的參考方向； 3 3、在應(yīng)用、在應(yīng)用KVLKVL定律時(shí)，要選擇一個(gè)繞行方向定律時(shí)，要選擇一個(gè)繞行方向。54 例：例：有一個(gè)閉合回路如圖所示，各支路的元件是任意的，但有一個(gè)閉合回路如圖所示，各支路的元件是任意的，但 已知：已知：UAB 4V

29、，UDA 3V， UBC 4V。 試求試求：（：（1）UCD；（；（2）UCA。 ABDCUDAUCDUABUBC解：解：(1)(1)由基本的由基本的KVL定律可得定律可得:UAB UBC UCD UDA 0即：即：-4（ -4 ） UCD （-3） 0則則 UCD 11V55(2)ABCA不是閉合回路，也可以應(yīng)用不是閉合回路，也可以應(yīng)用KVL定律得到定律得到: UAB UBC + UCA 0即即:-4+（-4）UCA 0則則 UCA 8V561.7 電路中電位得概念及計(jì)算一、電位一、電位:某點(diǎn)相對(duì)于參考點(diǎn)的電壓。某點(diǎn)相對(duì)于參考點(diǎn)的電壓。二、計(jì)算：二、計(jì)算： 電路中某點(diǎn)的電位等于從該點(diǎn)開(kāi)始沿電

30、路中某點(diǎn)的電位等于從該點(diǎn)開(kāi)始沿任一任一路徑到達(dá)參路徑到達(dá)參考點(diǎn)的電壓降的代數(shù)和。考點(diǎn)的電壓降的代數(shù)和。三、求解步驟：三、求解步驟：1 1、任選參考點(diǎn)，設(shè)其電位為零；、任選參考點(diǎn)，設(shè)其電位為零； 3 3、以零電位參考點(diǎn)為準(zhǔn)，逐點(diǎn)計(jì)算各點(diǎn)電位。、以零電位參考點(diǎn)為準(zhǔn)，逐點(diǎn)計(jì)算各點(diǎn)電位。2 2、標(biāo)出各電流參考方向并計(jì)算；、標(biāo)出各電流參考方向并計(jì)算； 注意：注意：電位為單下標(biāo)，記為：電位為單下標(biāo)，記為：“UX” 。57例1: 求圖示電路中各點(diǎn)的電位求圖示電路中各點(diǎn)的電位Ua、Ub、Uc、Ud。解：設(shè)解：設(shè) Ua = 0 0 VUb =10106 =6 =6060 VUc = 4 420 = 8020 =

31、 80 VUd = 6 65 = 305 = 30 V設(shè)設(shè) Ub= 0 0 VUa = 10= 106 = 606 = 60 VUc = E1 = 140140 VUd = E2 = 9090 V58結(jié)論：1 1、電位值是相對(duì)的，參考點(diǎn)選取的不同，電路中其它各電位值是相對(duì)的，參考點(diǎn)選取的不同，電路中其它各 點(diǎn)的電位也將隨之改變；點(diǎn)的電位也將隨之改變；2 2、電路中兩點(diǎn)間的電壓值是固定的，不會(huì)因參考點(diǎn)的不電路中兩點(diǎn)間的電壓值是固定的，不會(huì)因參考點(diǎn)的不 同而改變，同而改變， 即與零電位參考點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)。即與零電位參考點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)。四、電路的簡(jiǎn)化：59電路分析基礎(chǔ)第二章跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)60第二章第二章

32、電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)2.1 2.1 基爾霍夫定律的應(yīng)用基爾霍夫定律的應(yīng)用2.2 2.2 疊加原理疊加原理2.3 2.3 等效法等效法61本章的基本要求：1 1、掌握用支路電流法求解電路、掌握用支路電流法求解電路2 2、熟練掌握疊加原理的應(yīng)用、熟練掌握疊加原理的應(yīng)用3 3、熟練掌握電阻的串聯(lián)和并聯(lián)、熟練掌握電阻的串聯(lián)和并聯(lián)4 4、掌握電壓源和電流源的相互轉(zhuǎn)換、掌握電壓源和電流源的相互轉(zhuǎn)換5 5、熟練掌握戴維南及諾頓定理應(yīng)用、熟練掌握戴維南及諾頓定理應(yīng)用622.1 基爾霍夫定律的應(yīng)用一、支路電流法一、支路電流法： 以支路電流為未知量、利用基爾霍夫定律列方程求解。以支路電流為未知量、利用基爾霍夫

33、定律列方程求解。（支支路數(shù)：路數(shù)：b=3 結(jié)點(diǎn)數(shù)：結(jié)點(diǎn)數(shù)：n=2）63解題步驟解題步驟: :1 1、在圖中標(biāo)注各支路電流的參考方向，對(duì)選定的回路標(biāo)注循、在圖中標(biāo)注各支路電流的參考方向，對(duì)選定的回路標(biāo)注循 行方向。行方向。2 2、應(yīng)用、應(yīng)用 KCL KCL 對(duì)結(jié)點(diǎn)對(duì)結(jié)點(diǎn)列出列出( n( n1 )1 )個(gè)獨(dú)立的結(jié)點(diǎn)電流方程。個(gè)獨(dú)立的結(jié)點(diǎn)電流方程。3 3、應(yīng)用、應(yīng)用 KVL KVL 對(duì)回路對(duì)回路列出列出 b b( ( n n1 )1 ) 個(gè)獨(dú)立的回路電壓方個(gè)獨(dú)立的回路電壓方 程程（通?？扇。ㄍǔ？扇【W(wǎng)孔網(wǎng)孔列出）列出） 。4 4、聯(lián)立求解、聯(lián)立求解 b b 個(gè)方程，求出各支路電流。個(gè)方程，求出各支路

34、電流。64列電流方程：列電流方程：321III對(duì)對(duì) a 結(jié)點(diǎn)：結(jié)點(diǎn)：321III對(duì)對(duì) b 結(jié)點(diǎn)：結(jié)點(diǎn)：列回路電壓方程：列回路電壓方程：13311ERIRI 23322ERIRI列列(n-1)個(gè)個(gè)電流方程電流方程可取網(wǎng)孔列回可取網(wǎng)孔列回路電壓路電壓方程方程65 舉例：舉例：b=6n=4(2) (2) 對(duì)（對(duì)（n n1 1）節(jié)點(diǎn)，根據(jù)）節(jié)點(diǎn)，根據(jù)KCLKCL列方程；列方程；節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn) 1：i1 + i2 i6 =0節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn) 2： i2 + i3 + i4 =0節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn) 3： i4 i5 + i6 =0(1)(3) 選定b-n+1個(gè)獨(dú)立回路，根據(jù)KVL，列寫(xiě)回路電壓方程:R1 i1 + R2 i2 +

35、 R3 i3 = 0R3 i3 + R4 i4 R5 i5 = 0 R1 i1 + R5 i5 + R6 i6 uS = 0（2）(1) 標(biāo)定各支路電流、電壓的參考方向；（4 4）聯(lián)立方程組求解。）聯(lián)立方程組求解。66例例1 1：US1=130V, US2=117V, R1=1 , R2=0.6 , R3=24 。求各支路電流。求各支路電流。I1I3US1US2R1R2R3ba+I2節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)a：I1I2+I3=0(1) n1=1個(gè)個(gè)KCL方程：方程：解解: :(2) bn+1=2個(gè)個(gè)KVL方程：方程：R1I1R2I2=US1US20.6I2+24I3= 117I10.6I2=130117=13

36、R2I2+R3I3= US212(3) 聯(lián)立求解聯(lián)立求解I1I2+I3=00.6I2+24I3= 117I10.6I2=130117=13解之得解之得I1=10 AI3= 5 AI2= 5 A67列寫(xiě)如圖電路的支路電流方程列寫(xiě)如圖電路的支路電流方程( (含無(wú)伴含無(wú)伴電流源電流源支支路路)。例例2:2:解題思路：解題思路： 除了支路電流外，將無(wú)伴電流源兩端的電壓作為除了支路電流外，將無(wú)伴電流源兩端的電壓作為一個(gè)求解變量列入方程，雖然多了一個(gè)變量，但是一個(gè)求解變量列入方程，雖然多了一個(gè)變量，但是無(wú)伴電流源所在的支路的電流為已知，故增加了一無(wú)伴電流源所在的支路的電流為已知，故增加了一個(gè)回路電流的附加

37、方程，電路可解。個(gè)回路電流的附加方程，電路可解。支路中含有恒流源的情況：支路中含有恒流源的情況：68解解:KCLKCL方程：方程：- i1- i2 + i3 = 0 (1)- i3+ i4 - i5 = 0 (2)KVLKVL方程：方程：R1 i1- -R2i2 = uS (3)i5 = iS (6) - - R4 i4+ +u = 0 (5)R2 i2+ +R3i3 + + R4 i4 = 0 (4)R1 i1- -R2i2 = uS (3)i5 = iS (5)R2 i2+ +R3i3 + + R4 i4 = 0 (4)69支路電流法的優(yōu)缺點(diǎn)：支路電流法的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：支路電流法是電

38、路分析中最基本的方法。只要支路電流法是電路分析中最基本的方法。只要 根據(jù)基爾霍夫定律、歐姆定律列方程，就能得根據(jù)基爾霍夫定律、歐姆定律列方程，就能得 出結(jié)果。出結(jié)果。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：電路中支路數(shù)多時(shí)，所需方程的個(gè)數(shù)較多，求電路中支路數(shù)多時(shí)，所需方程的個(gè)數(shù)較多，求 解不方便。解不方便。702.2 疊加原理一、一、定理內(nèi)容：定理內(nèi)容：在在線性電路線性電路中，任一支路電流中，任一支路電流( (或電壓或電壓) )都是都是 電路中電路中各個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用各個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí)，在該支路時(shí)，在該支路 產(chǎn)生的電流產(chǎn)生的電流( (或電壓或電壓) )的的代數(shù)和代數(shù)和。單獨(dú)作用：?jiǎn)为?dú)作用：一個(gè)電源作用，其余電源不作

39、用一個(gè)電源作用，其余電源不作用不作用的不作用的電壓源電壓源（Us=0) 短路短路電流源電流源 (Is=0) 開(kāi)路開(kāi)路71根據(jù)總電路和分電路的電流的根據(jù)總電路和分電路的電流的參考方向，可得：參考方向，可得： 111III 222III 333III72例：運(yùn)用疊加原理求解各支路電流，參數(shù)見(jiàn)例21。解：根據(jù)所給的參數(shù)和參考方向，可得解：根據(jù)所給的參數(shù)和參考方向，可得AI62AI33AI91AI3 1AI4 2AI1 3AIII639 111AIII246 222AIII413 333疊加：疊加：73例例1:求圖中電壓求圖中電壓u 。+10V4A6 +4 u+10V4A6 +4 u解解: :(1)

40、10V電壓源單獨(dú)作用，電壓源單獨(dú)作用， 4A電流源開(kāi)路電流源開(kāi)路； (2) 4A電流源單獨(dú)作用，電流源單獨(dú)作用， 10V電壓源短路；電壓源短路；+10V6 +4 u4A6 +4 uu=4Vu= - -4 2.4= - -9.6V共同作用：共同作用：u=u+u= 4+(- - 9.6)= - - 5.6V741、疊加定理只、疊加定理只適用于適用于線性電路線性電路求電壓求電壓和和電流，電流，不適用于不適用于 非線性電路，非線性電路， 不能用疊加定理求功率不能用疊加定理求功率(功率為電源的功率為電源的 二次函數(shù)；二次函數(shù)；) 4、應(yīng)用時(shí)電路的結(jié)構(gòu)參數(shù)必須、應(yīng)用時(shí)電路的結(jié)構(gòu)參數(shù)必須前后一致前后一致；應(yīng)

41、用疊加定理時(shí)注意以下幾點(diǎn)：應(yīng)用疊加定理時(shí)注意以下幾點(diǎn)：5、疊加時(shí)注意在疊加時(shí)注意在參考方向參考方向下求下求代數(shù)和代數(shù)和。2、不作用的、不作用的電壓源電壓源短路短路，不作用的，不作用的電流源電流源開(kāi)路開(kāi)路；3、含受控源、含受控源(線性線性)電路亦可用疊加，電路亦可用疊加，受控源受控源應(yīng)始終應(yīng)始終保留保留；752.3 等效法等效：等效： 等效是對(duì)外部電路而言，即用化簡(jiǎn)后的電路代替原復(fù)雜電等效是對(duì)外部電路而言，即用化簡(jiǎn)后的電路代替原復(fù)雜電路后，它對(duì)外電路的作用效果不變。路后，它對(duì)外電路的作用效果不變。等效電路：等效電路： 具有不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一端口網(wǎng)絡(luò)或多端口網(wǎng)絡(luò)，如果它們的具有不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一端口網(wǎng)

42、絡(luò)或多端口網(wǎng)絡(luò)，如果它們的兩個(gè)端子或相應(yīng)的各端子對(duì)外部電路有完全相同的電壓和電流，兩個(gè)端子或相應(yīng)的各端子對(duì)外部電路有完全相同的電壓和電流，則它們是等效的。則它們是等效的。76一、電阻的串并聯(lián)等效變換： 兩個(gè)或更多個(gè)電阻一個(gè)接一個(gè)的順序相聯(lián)，流過(guò)同一電流。兩個(gè)或更多個(gè)電阻一個(gè)接一個(gè)的順序相聯(lián)，流過(guò)同一電流。1、電阻的串聯(lián)：IRRIRIRUUU)(212121令：21RRR則：RIU R為兩個(gè)串聯(lián)電阻的等效電阻77特點(diǎn)：URRRU2111URRRU2122分壓：(1) (1) 各個(gè)電阻流過(guò)各個(gè)電阻流過(guò)同一電流同一電流；(2) (2) 等效電阻等于各個(gè)等效電阻等于各個(gè)電阻之和電阻之和；(3) (3)

43、 串聯(lián)電阻各個(gè)電阻的串聯(lián)電阻各個(gè)電阻的分壓與其阻值成正比分壓與其阻值成正比；應(yīng)用：分壓、限流分壓、限流nkknRRRRRR132178 兩個(gè)或更多個(gè)電阻連接在兩個(gè)公共的節(jié)點(diǎn)之間，兩個(gè)或更多個(gè)電阻連接在兩個(gè)公共的節(jié)點(diǎn)之間， 承受同一電壓。承受同一電壓。2、電阻的并聯(lián)：URRRURUIII)11(21212121111RRRRUI 令：則：R為兩個(gè)并聯(lián)電阻的等效電阻79特點(diǎn)：IRRRI2121IRRRI2112分流：(1) (1) 各個(gè)電阻兩端承受各個(gè)電阻兩端承受相同電壓相同電壓；(2) (2) 等效電阻的等效電阻的倒數(shù)等于倒數(shù)等于各個(gè)電阻各個(gè)電阻倒數(shù)之和倒數(shù)之和；(3) (3) 并聯(lián)電阻各個(gè)電阻

44、的并聯(lián)電阻各個(gè)電阻的分流與其阻值成正比分流與其阻值成正比；應(yīng)用：分流分流nkRR11180二、電壓源和電流源的等效變換：電壓源模型電流源模型0RUIIsIRUUs000IRRIUs比較兩式，可知，滿足：00RR （1 1）（2 2）（3 3）00REIRIEss或（4 4）電壓源和電流源對(duì)外電路就等效81幾點(diǎn)結(jié)論：1 1、理想電壓源和理想電流源本身沒(méi)有等效關(guān)系；、理想電壓源和理想電流源本身沒(méi)有等效關(guān)系；2 2、只有電壓相等的電壓源才允許并聯(lián)，只有電流相等、只有電壓相等的電壓源才允許并聯(lián)，只有電流相等 的電流源才允許串聯(lián)；的電流源才允許串聯(lián)；3 3、理想電壓源與任何一條支路并聯(lián)后，其等效電源仍、

45、理想電壓源與任何一條支路并聯(lián)后，其等效電源仍 為電壓源；為電壓源；824 4、理想電流源與任何一條支路串聯(lián)后，其等效電源仍、理想電流源與任何一條支路串聯(lián)后，其等效電源仍 為電流源；為電流源；83例1：將電源模型等效轉(zhuǎn)換為另一形式。84例2：求電流I。85解：ab以左等效化簡(jiǎn)86AI3 . 0553 最后得：最后得：87三、等效電源定理：1、戴維南定理： 任何一個(gè)線性有源二端網(wǎng)絡(luò)，對(duì)外電路來(lái)說(shuō)，可任何一個(gè)線性有源二端網(wǎng)絡(luò)，對(duì)外電路來(lái)說(shuō)，可 以用一個(gè)以用一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為、內(nèi)阻為R0的等效電壓源的等效電壓源來(lái)代替；其來(lái)代替；其 中電壓源的電動(dòng)勢(shì)等于端口中電壓源的電動(dòng)勢(shì)等于端口開(kāi)路電壓開(kāi)路電壓Uococ，內(nèi)阻等于端口，內(nèi)阻等于端口 中所有獨(dú)立電源置零后中所有獨(dú)立電源置零后兩端之間的等效電阻兩端之間的等效電阻。 不作用的電壓源要視為短路，不作用的電流源要視為開(kāi)路。LRREI0882、諾頓定理： 任何